[发明专利]一种高效LED恒流驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效LED驱动电路，特别是一种基于隔离式反激变换拓扑结构的高效 LED恒流驱动电路，属于LED照明技术领域。

背景技术

LED具有发光效率高、使用寿命长、稳定性好等优点，被广泛应用于照明领域。然而， LED驱动电路在效率、可靠性及稳定性等方面的不足一直阻碍着LED照明系统成本的降低， 并制约着LED照明系统的使用寿命及普及范围。

目前，LED驱动电路大致可以分为：

(1)电阻降压驱动方式

(2)线性稳压/恒流电源驱动方式

(3)电荷泵驱动方式

(4)DC-DC转换驱动方式

电阻降压式LED驱动电路成本低、简单易行。LED是电流控制型器件，其导通压降相对 较低，因此，最简单的方法是使用电阻限制LED的电流。然而，此驱动方式不具备任何保护 功能，且电阻消耗功率较大，电路效率较低。

线性LED驱动电路结构简单、实现方便，电路的核心是利用工作于线性区的功率三极管 或MOSFFET作为一动态可调电阻来控制负载。线性LED驱动电路输出线性直流电，可用于 要求较高的场合，但由于线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率较低。

电荷泵驱动电路根据输出方式的不同有电压输出型和电流输出型两种：电压输出型电荷 泵驱动电路输出恒定电压，电流输出型电荷泵驱动电路输出恒定电流。电荷泵电路的最大优 势是无须使用电感元件，具有成本低、噪声低、辐射EMI小以及控制能力强等优点。然而， 电路的效率会随着输入电压和输出电压的比例关系而变化，有时效率会低至70％以下，尤其 是电压调节的电荷泵的效率往往不足70％。因此，电荷泵式驱动电路在大功率LED驱动应用 中受到了限制。

DC-DC转换驱动方式可分为：开关型LED恒流芯片驱动方式、非隔离式开关电源驱动 方式、隔离式开关电源驱动方式。开关型LED恒流芯片驱动方式大多用于便携式设备应用， 如用作手机、笔记本、MP3等背光源，或用作汽车前灯照明等，这些驱动芯片的驱动能力有 限，输出电流有限，输入电压要求是直流，而且价格比较昂贵。非隔离式开关电源驱动方式， 如降压型(Buck)和升压型(Boost)电路等，利用开关技术可获得较高的效率和较宽的电压 范围。然而，此类DC-DC变换器输入和输出共地，不能实现良好的电气隔离，因而并不适用 于交流输入的场合。隔离式开关电源驱动方式，如正激变换方式(Forward)和反激变换方式 (Flyback)等，利用变压器进行输入与输出之间的隔离，并可采用工频交流电供电，具有效 率高、适用性好、安全、可靠等优点，成为现阶段LED恒流驱动电路的首选。

请参阅图1，授权公告号为CN101227778的中国专利公开了一种自激振荡式大功率LED 恒流驱动电路，包括：整流滤波电路、开关电路、稳压恒流输出电路、变压器、自激振荡式 脉宽调制信号产生电路、电流反馈阻塞电路。整流滤波电路将市电接入整流为直流后输出到 开关电路进行自激振荡式高频开关，再通过变压器使稳压恒流输出电路的高频电压转变为直 流电压用以驱动LED，同时采样电流信号通过电流反馈阻塞电路产生阻塞信号用以控制开关 电路的工作。

该电路采用变压器进行能量传输，输入与输出通过变压器及光耦合器实现电气隔离，可 采用交流电供电，电路转换效率较高。然而，上述电路几乎全部由分立元件构成，涉及元件 较多、电路结构复杂，体积较大，电路稳定性较差，易损坏，不易实现产品商品化。

发明内容

针对现有技术LED恒流驱动电路存在的不足，本发明的目的在于解决现有技术LED恒 流驱动电路元件数量多、体积大、结构复杂、稳定性差、效率低等问题，提供一种改进的高 效LED恒流驱动电路，减少电路元件数量，提高电路集成度、可靠性、恒流精度及电路转换 效率。

本发明要解决的技术问题是：

将现有技术隔离式LED恒流驱动电路中由分立元件构成的电路模块用集成元件代替，降 低电路复杂程度、减小电路体积、提高电路可靠性，提供一种结构简单、集成度高、可靠性 好及效率高的隔离式反激变换拓扑结构开关电源电路。

为了达到上述目的，本发明的构思是：